一种砂再生系统的烟气余热回收利用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种砂再生系统的烟气余热回收利用系统，包括砂再生炉、助燃风机、烟气-空气换热器、冷却风机、砂冷却器、除尘引风机、烟气-水换热器、热水型溴化锂制冷系统、砂温调节器和除尘装置，本实用新型通过利用650℃以上的高温烟气预热助燃风以及利用中低温烟气与水换热，热水制冷提供给砂温调节器使用从而有效的回收了中、低温烟气余热，因此本实用新型更加节能。
【专利说明】一种砂再生系统的烟气余热回收利用系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于铸造旧砂再生烟气余热回收领域，具体涉及一种砂再生系统的烟气余热回收利用系统。
【背景技术】
[0002]目前，我国是世界上最大的铸件生产国家，2010年中国铸件总产量超过3500万吨。据统计:每生产It铸件要排放It废砂，并且要加入It新砂。而我国铸造厂的现状是:铸造车间(厂)的旧砂排放量占固体废物总排放量首位，达70%多。因此，对旧砂进行再生回用，不仅可以节约宝贵的新砂资源，减少旧砂抛弃引起的环境污染，还可节省成本(新砂的购置费和运输费)，具有巨大的经济和社会效益。而旧砂再生已成为现代化铸造车间不可缺少的组成部分。
[0003]旧砂再生是利用机械式，加热焙烧等方式去除旧砂中的杂质，使旧砂得以循环利用。热法再生就是利用加热焙烧的方式去除旧砂中的杂质，再回收利用旧砂。机械再生砂的质量不够稳定，残留在砂粒凹坑处的树脂膜，影响型芯砂的性能。相反，热法再生砂质量稳定，砂粒形貌圆整，砂粒表面的树脂膜去除干净，且消除了砂粒相变应力。因此，目前热法再生技术是砂处理的主流。
[0004]热法砂处理流程为:浇注完的型砂进入落砂机经过初步破碎，再利用磁选去除砂中残留的铁块，旧砂经过多次破碎筛分成小颗粒后送入砂再生炉焙烧，经处理后的高温砂再通过砂冷却器冷却到50°C，通过气力或斗提机送入砂温调节器，使用冷冻水调节砂温到300C以下,最后再生后的成品砂存入砂库再利用。
[0005]目前国内热法砂再生系统中加热旧砂的高温烟气通过换热器预热助燃空气回收部分余热，而出换热器后的中低温烟气和冷却再生热砂的空气由于温度偏低，可用性不高，掺入常温风降温后就直接排放掉，造成了一定的余热资源浪费。国内某造型材料(集团)有限公司开发的砂再生系统使用中低温烟气对进炉旧砂预热，虽有效的回收了烟气的余热，但是旧砂中的有害化学物质(如三乙胺、二甲基异丙胺、有机粘结剂等)可能会随着温度的升高挥发出来，污染环境，有害健康。目前热法砂再生系统中还没有一种既能有效回收中、低烟气余热又完全不会引起污染的余热回收方式。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种砂再生系统的烟气余热回收利用系统，能有效回收中、低温烟气余热且完全不会引起污染。
[0007]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]一种砂再生系统的烟气余热回收利用系统，包括砂再生炉、助燃风机、烟气-空气换热器、冷却风机、砂冷却器和除尘引风机，所述烟气-空气换热器的烟气入口与砂再生炉的高温烟气出口联通，所述烟气-空气换热器的空气入口与助燃风机联通，所述烟气-空气换热器的空气出口与砂再生炉的助燃风入口联通，所述砂再生炉的高温热砂出口与砂冷却器的高温热砂入口联通，所述冷却风机与砂冷却器的冷却风入口联通，所述砂再生系统的烟气余热回收利用系统还包括烟气-水换热器、热水型溴化锂制冷系统、砂温调节器和除尘装置，所述烟气-空气换热器的烟气出口与砂冷却器的冷却空气出口均与烟气-水换热器的烟气入口联通，所述烟气-水换热器的烟气出口与除尘装置的烟气入口联通，所述除尘装置的烟气出口与除尘风机联通，所述烟气-水换热器的循环水入口和出口分别与热水型溴化锂制冷系统的循环水的出口和入口联通，所述热水型溴化锂制冷系统的冷冻水的入口和出口分别与砂温调节器冷却水的出口和入口联通，所述砂温调节器的冷却砂出口与砂库联通。
[0009]进一步，所述烟气-空气换热器采用紧凑型交叉流管式换热器，其壳程为烟气、管程为空气。
[0010]进一步，所述烟气-水换热器采用光管型换热器或者翅片管换热器，所述烟气-水换热器的壳程为烟气、管程为水。
[0011]进一步，所述热水型溴化锂制冷系统采用两级热水型溴化锂吸收式制冷机组。
[0012]进一步，所述除尘装置包括旋风降尘器和布袋除尘器，所述旋风降尘器也可用重力除尘器替换。
[0013]本实用新型的有益效果是:本实用新型的有益效果如下:
[0014]1、利用两级紧凑型交叉流管式换热器回收高温烟气余热，预热进炉的助燃风，提高了热效率，减少了天然气的消耗，节约能源。
[0015]2、加强了对出换热器与砂冷却器后中低温烟气余热的回收。中低温烟气与水换热产生热水，再利用热水型溴化锂两级吸收式制冷机组产生冷冻水，冷冻水直接提供给砂温调节器，实现了冷冻水的工序内部消化，烟气余热得到进一步回收。
[0016]3、目前砂温调节器冷冻水机组多为电动螺杆压缩制冷，采用烟气余热驱动的热水型溴化锂两级吸收式制冷机组替代原制冷机组，降低了冷冻水机组运行费用。研究表明:以砂温调节器制冷量270kW的制冷机组为例，虽然热水型溴化锂两级吸收式制冷机组初期投资比电压缩式制冷多20万元左右，但一年的运行费用却比螺杆压缩式制冷机少近25万
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[0017]4、整个烟气降温过程中没有掺入冷风，降低了除尘的风量，进入除尘器风量仅为掺冷风降温的40%。布袋除尘器的尺寸减小，除尘器的投入成本降低。除尘风机的功率降低，电耗降低。
[0018]5、整个热回收系统中的换热设备，热水型溴化锂两级吸收式制冷系统，除尘系统都是市场成熟的产品，系统的可靠性高，风险小。
[0019]6、热水型溴化锂制冷系统的冷冻水还可以用于对再生砂进行冷却。
[0020]本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中:
[0022]图1为本实用新型结构示意图。
[0023]图中I——砂再生炉；2——烟气-空气换热器；3——助燃风机；4——烟气一水换热器；5—旋风除尘器；6—布袋除尘器；7—除尘引风机；8—热水型溴化锂制冷系统；9—冷却风机；10—砂冷却器；11—砂温调节器；12—砂库。
【具体实施方式】
[0024]以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0025]如图所示，一种砂再生系统的烟气余热回收利用系统，包括砂再生炉1、助燃风机
3、烟气-空气换热器2、冷却风机9、砂冷却器10和除尘引风机7，所述砂再生炉I产生的高温烟气进入烟气-空气换热器2中与助燃风机3弓I入的空气进行换热，所述烟气-空气换热器2中经过换热后的空气进入砂再生炉中助燃，所述砂再生炉产生的高温热砂流入砂冷却器10中与冷却风机引入的空气进行换热，所述砂再生系统的烟气余热回收利用系统还包括烟气-水换热器4、热水型溴化锂制冷系统8、砂温调节器11和除尘装置，所述烟气-空气换热器中经过换热后的烟气与经砂冷却器换热后的空气汇流后进入烟气-水换热器中与热水型溴化锂制冷系统的循环水进行换热，所述热水型溴化锂制冷系统的冷冻水与砂温调节器中的砂进行换热，所述砂温调节器中换热后的砂最终流入砂库12中存储，所述烟气-水换热器中经过换热的烟气被除尘引风机引入除尘装置中除尘后排出。
[0026]本实施例中，所述烟气-空气换热器采用紧凑型交叉流管式换热器，其壳程为烟气、管程为空气；所述烟气-水换热器采用光管型换热器或者翅片管换热器，所述烟气-水换热器的壳程为烟气、管程为水；所述热水型溴化锂制冷系统采用两级热水型溴化锂吸收式制冷机组；所述除尘装置包括旋风降尘器5和布袋除尘器6，所述旋风降尘器也可用重力除尘器替换。
[0027]本实施例中，烟气余热回收过程包括两大部分:一、利用650°C以上的高温烟气预热助燃风；二、利用中低温烟气与水换热，热水制冷提供给砂温调节器使用。
[0028]砂再生炉为高温焙烧炉，工作时产生烟气温度650?750°C，烟气温度过低不能将旧砂中有机物完全燃烧。烟气经过两级烟气-空气换热器，温度降为350°C。烟气-空气换热器采用紧凑型交叉流管式换热器，换热效率高，换热器壳程为烟气，管程为空气。空气经换热器被预热到300°C以上进入焙烧炉炉膛助燃，提高了热效率，节约了能源。
[0029]出炉的高温热砂在砂冷却器中与冷风进行沸腾换热，将冷风加热到250°C。将出换热器的热风与出换热器的烟气一起通入烟气-水换热器，烟气-水换热器可以采用光管型换热器，也可采用翅片管换热器。换热器壳程为烟气，管程为水。混合烟气经换热器后温度由300°C左右降为110°C左右，循环水温度从60°C加热到90°C。
[0030]85?90°C循环热水进入热水型溴化锂两级吸收式制冷机组系统，利用制冷机将循环冷冻水由20°C降至15°C以下。低于15°C的冷冻水正好提供给砂温调节器使用。采用两级热水型溴化锂吸收式制冷机组比一级热水型溴化锂吸收式制冷机组能够使用的热水温度更低，出口热水温度可降至60°C。而一级热水型溴化锂吸收式制冷机组使用热水一般要高于85°C。
[0031]冷却至110°C的烟气再经过旋风降尘器或者重力除尘器、布袋除尘器后可直接排放，含尘量低于50mg/Nm3。
[0032]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种砂再生系统的烟气余热回收利用系统，包括砂再生炉、助燃风机、烟气-空气换热器、冷却风机、砂冷却器和除尘引风机，所述烟气-空气换热器的烟气入口与砂再生炉的高温烟气出口联通，所述烟气-空气换热器的空气入口与助燃风机联通，所述烟气-空气换热器的空气出口与砂再生炉的助燃风入口联通，所述砂再生炉的高温热砂出口与砂冷却器的高温热砂入口联通，所述冷却风机与砂冷却器的冷却风入口联通，其特征在于:所述砂再生系统的烟气余热回收利用系统还包括烟气-水换热器、热水型溴化锂制冷系统、砂温调节器和除尘装置，所述烟气-空气换热器的烟气出口与砂冷却器的冷却空气出口均与烟气-水换热器的烟气入口联通，所述烟气-水换热器的烟气出口与除尘装置的烟气入口联通，所述除尘装置的烟气出口与除尘风机联通，所述烟气-水换热器的循环水入口和出口分别与热水型溴化锂制冷系统的循环水的出口和入口联通，所述热水型溴化锂制冷系统的冷冻水的入口和出口分别与砂温调节器冷却水的出口和入口联通，所述砂温调节器的冷却砂出口与砂库联通。
2.根据权利要求1所述的砂再生系统的烟气余热回收利用系统，其特征在于:所述烟气-空气换热器采用紧凑型交叉流管式换热器，其壳程为烟气、管程为空气。
3.根据权利要求1所述的砂再生系统的烟气余热回收利用系统，其特征在于:所述烟气-水换热器采用光管型换热器或者翅片管换热器，所述烟气-水换热器的壳程为烟气、管程为水。
4.根据权利要求1所述的砂再生系统的烟气余热回收利用系统，其特征在于:所述热水型溴化锂制冷系统采用两级热水型溴化锂吸收式制冷机组。
5.根据权利要求1所述的砂再生系统的烟气余热回收利用系统，其特征在于:所述除尘装置包括旋风降尘器和布袋除尘器，所述旋风降尘器也可用重力除尘器替换。
【文档编号】B22C5/00GK203956000SQ201420233877
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】唐荣联, 赵锦, 王花 申请人:中机中联工程有限公司